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Um novo estudo realizado por pesquisadores da Portland State University e da University of Wisconsin descobriu que uma rica diversidade de microorganismos vive em comunidades interdependentes em ambientes geotérmicos de alta temperatura no fundo do mar. O estudo, publicado na revista microbioma, foi liderado por Anna-Louise Reysenbach, professora de biologia na PSU. Emily St. John, que obteve um mestrado em ecologia microbiana da PSU, também contribuiu significativamente para o estudo, juntamente com pesquisadores da Universidade de Wisconsin.
Quando o fluido de 350-400 graus Celsius que sai da crosta terrestre através das fontes hidrotermais do fundo do mar se mistura com a água do mar, cria grandes rochas porosas, muitas vezes chamadas de ‘chaminés’ ou depósitos hidrotermais. Essas chaminés são colonizadas por micróbios que prosperam em ambientes de alta temperatura. Durante décadas, Reysenbach coletou chaminés de fontes hidrotermais de profundidade em todos os oceanos do mundo, e seu laboratório usa impressões digitais genéticas e técnicas de cultivo para estudar a diversidade microbiana das comunidades associadas a essas rochas.
Neste novo estudo, Reysenbach e a equipe puderam aproveitar os avanços nas técnicas de biologia molecular para sequenciar todos os genomas dos micróbios nessas comunidades para aprender mais sobre sua diversidade e ecossistemas interconectados.
A equipe construiu genomas de 3.635 Bacteria e Archaea de 40 diferentes comunidades rochosas. A quantidade de diversidade foi impressionante e expande muito o que se sabe sobre quantos tipos diferentes de Bacteria e Archaea existem. Os pesquisadores descobriram pelo menos 500 novos gêneros (o nível de organização taxonômica acima das espécies) e têm evidências de dois novos filos (cinco níveis acima das espécies). “Phyla está bem acima na classificação taxonômica, então isso é muito legal”, diz Reysenbach.
A equipe também encontrou evidências de pontos críticos de diversidade microbiana. Amostras do vulcão de águas profundas localizado perto da Nova Zelândia, por exemplo, foram especialmente enriquecidas com diferentes tipos de microorganismos, muitos endêmicos do vulcão.
“Aquela biodiversidade era tão grande, fora dos gráficos”, diz Reysenbach. “Em um vulcão havia tanta diversidade nova que não tínhamos visto em nenhum outro lugar antes.” Essa descoberta pode sugerir que o aumento da complexidade das rochas subterrâneas de um vulcão as torna mais propensas a abrigar diversas espécies microbianas em comparação com as fontes hidrotermais do fundo do mar.
Além de encontrar uma quantidade impressionante de biodiversidade de microorganismos nesses ecossistemas de alta temperatura, os dados genômicos deste estudo também mostraram que muitos desses organismos dependem uns dos outros para sobreviver. Ao analisar os genomas, os pesquisadores descobriram que alguns microorganismos não podem metabolizar todos os nutrientes de que precisam para sobreviver, então dependem de nutrientes criados por outras espécies em um processo conhecido como “transferência metabólica”.
“Observando esses genomas, realmente entendemos muito melhor o que muitos desses microorganismos estão fazendo e como estão interagindo”, diz Reysenbach. “Eles são comunais; eles compartilham comida uns com os outros.”
Este estudo inspirou uma nova fase de pesquisa para Reysenbach: obter uma compreensão aprofundada das interações entre esses microrganismos do fundo do mar. “Para mim, a parte mais empolgante é que realmente quero poder cultivar essas coisas no laboratório”, diz Reysenbach. “Quero poder ver [a microorganism] sob um microscópio e entender se ele precisa de mais alguém para viver.”
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